TP Titrages par pHmétrie

Objectifs :

- Adopter une attitude adaptée au travail en laboratoire

- Réaliser un titrage direct. Équivalence. Titrages simples, successifs, simultanés.

- Exploiter une courbe de titrage pour déterminer la concentration d’une espèce dosée.

- Identifier et exploiter la réaction support du titrage (recenser les espèces présentes dans le milieu au cours du titrage, repérer l’équivalence, justifier qualitativement l’allure de la courbe).

- Utiliser un logiciel de simulation et confronter la courbe de titrage simulée à la courbe expérimentale.

On se propose dans ce TP de réaliser deux dosage pHmétriques : celui du dioxyde de carbone dissous dans le Coca Cola par l’acide chlorhydrique puis celui de l’acide phosphorique contenue dans le Coca Cola par la soude.

A) Dosage du CO2 dissous dans le Coca Cola :

- Prélever à la pipette jaugée 25 ml de solution mère S, les verser dans un bécher haut de 150 ml ; ajouter environ 25 ml d’eau distillée. Remplir la burette avec une solution d’acide chlorhydrique à ca = 0,15 mol.l-1.( LUNETTES !)

- Prendre soin des électrodes ! Elles sont fragiles. Pour cette raison, on mettra en route l’agitateur en agitant modérément avant de plonger les électrodes.

- Réaliser le dosage pHmétrique, c’est-à-dire, relever le pH tous les ml d’acide versé voire les 0,5 ml en cas de forte variation de pH.

- Tracer avec Regressi, la courbe pH en fonction du volume d’acide versé. Superposer la courbe

de la dérivée ou utiliser la méthode des tangentes pour déterminer les équivalences.

B) Dosage de l’acide phosphorique par la soude :

- Prélever à la pipette jaugée 50 ml de Coca Cola décarbonaté et réaliser le dosage du Coca Cola par une solution de soude à cb = 0,025 mol.l-1.

- Rappel : faire attention aux électrodes !

- Tracer avec Regressi la courbe pH en fonction du volume de soude versé. Superposer la courbe de la dérivée ou utiliser la méthode des tangentes pour déterminer les équivalences.

C) Interprétation :

Partie A :

1) Interpréter la courbe de dosage obtenue. A quoi correspond la première réaction de dosage ? Combien d’équivalences observe-t-on ? Vérifie-t-on ve2 = 2.ve1 ? Proposer une explication. 2) Déduire de l’exploitation de la courbe de dosage, en explicitant le raisonnement, le nombre de moles d’hydrogénocarbonate HCO3

- dosés. 3) Puis le nombre de moles d’hydrogénocarbonate HCO3

- présents dans la solution mère. 4) Enfin le nombre de moles de CO2 dans la canette de Coca Cola. 5) En déduire le volume de CO2 que pourrait potentiellement dégager à 20°C, 1 bar la canette de 33 cl. Comparer à la donnée technique de Coca Cola : 3,7 L de CO2 pour 1 L de Coca Cola.

Partie B :

6)) Interpréter la courbe de dosage obtenue. A quoi correspond la première réaction de dosage ? Combien d’équivalences observe-t-on ? Vérifie-t-on ve2 = 2.ve1 ? Proposer une explication. 7) Déduire de l’exploitation de la courbe de dosage, en explicitant le raisonnement, la concentration ca d’acide phosphorique dans le Coca Cola. Sachant que la loi impose une concentration en acide phosphorique inférieure à 600 mg/l dans les boissons gazeuses, dire si le Coca Cola dosé, est dans les normes ? Donnée : masse molaire de l’acide phosphorique, M = 98 g.mol–1.

Annexe  La mesure du pH d’une solution correspond, en pratique à une mesure de tensions électriques : Une électrode indicatrice et une électrode de référence sont plongées dans une solution où est réalisée la réaction de dosage. On mesure la différence de potentiel entre deux électrodes à l'aide d'un millivoltmètre de grande impédance d'entrée. La différence de potentiel est alors pratiquement égale à la force électromotrice entre les deux électrodes. Ici, l'électrode de mesure est une électrode de verre, indicatrice de la concentration des ions H3O+. L'électrode de référence est souvent une électrode d'argent dans AgCl/KCl ou au calomel saturé (ECS, chlorure mercureux). Les deux électrodes plongent dans la solution de pH inconnu et sont reliées aux bornes du pH-mètre. Il existe aussi des électrodes combinées rassemblant dans un même boîtier le pont salin, l'électrode de pH et l’électrode de référence. La force électromotrice E mesurée par le pH-mètre est une fonction affine du pH. Le millivoltmètre est étalonné en unité de pH à l’aide de solutions tampons.  

 électrode de référence au calomel électrode de verre (de mesure)